Batteria ad alta tensione (batteria di trazione)

La batteria ad alta tensione, detta anche batteria di trazione, è il grande serbatoio di energia che alimenta i motori di un veicolo elettrico. Svolge un ruolo analogo a quello del serbatoio di carburante, ma è ben più di un semplice contenitore: si tratta di un assemblaggio sofisticato e gestito in modo attivo, che rappresenta al tempo stesso il componente più pesante, più costoso e tecnologicamente più critico dell'intera vettura. Le sue dimensioni e la sua capacità, espresse in chilowattora, determinano in larga misura l'autonomia percorribile, mentre il progetto ne governa la velocità di ricarica, la durata e il comportamento al caldo e al freddo.

La denominazione serve a distinguerla dalla piccola batteria a dodici volt presente su ogni vettura per le luci, l'elettronica e i sistemi accessori. La batteria di trazione lavora invece a centinaia di volt, più spesso intorno ai 400 volt, con architetture a 800 volt sempre più diffuse sui modelli recenti e di impostazione sportiva. Una tensione più elevata consente di erogare la stessa potenza con una corrente inferiore, e quindi cablaggi più sottili, meno calore e, soprattutto, ricariche rapide più veloci. Si tratta di tensioni realmente pericolose, perciò il pacco è isolato elettricamente dal telaio, sigillato e protetto da interruttori di sicurezza e contattori che lo scollegano in caso di guasto o urto.

All'interno, la batteria è costituita da un gran numero di celle agli ioni di litio, raggruppate in moduli e poi assemblate nel pacco completo. Le celle possono avere formato cilindrico, prismatico o pouch, e la loro chimica precisa, come nichel-manganese-cobalto oppure litio-ferro-fosfato, definisce il compromesso tra densità energetica, costo, durabilità e sicurezza. Un sistema di gestione della batteria sorveglia di continuo tensione, corrente e temperatura delle celle, bilanciandole tra loro e imponendo limiti operativi sicuri, così che nessuna cella venga sovraccaricata, scaricata oltre misura o lasciata surriscaldare.

Il controllo della temperatura è parte integrante del pacco, non un accessorio aggiunto in seguito. La maggior parte delle batterie ad alta tensione integra un proprio circuito di raffreddamento e riscaldamento a liquido, intrecciato tra le celle, per mantenerle nella ristretta finestra termica in cui rendono al meglio e invecchiano lentamente. Questa gestione termica protegge le celle durante la ricarica rapida e la guida impegnativa, quando si genera molto calore, e le riscalda con le basse temperature per ripristinare le prestazioni, operando in sinergia con i sistemi di climatizzazione e precondizionamento della vettura.

Proprio perché tanto pesante e costosa, la batteria ad alta tensione plasma l'intero veicolo. Viene quasi sempre collocata in basso nel pianale, dove la sua massa abbassa il baricentro e migliora tenuta di strada e stabilità, liberando al contempo spazio nell'abitacolo. I costruttori distinguono inoltre tra capacità totale e capacità utilizzabile, trattenendo volutamente un margine a entrambe le estremità della carica per rallentare il degrado e prolungare la vita utile. Il risultato è un componente progettato per equilibrare autonomia, velocità di ricarica, sicurezza e longevità, e la cui salute è il fattore che più di ogni altro incide sul valore a lungo termine di un'auto elettrica.